(57)【要約】【課題】油温にかかわらず良好な操舵フィーリングを実現できるパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】駆動回路４内の駆動素子４１の温度を検出する素子温度センサの検出信号に対して、１次遅れフィルタ処理がフィルタ処理部３０３において行われ、この１次遅れフィルタ処理後の検出信号に応じた絶対補正量αが、補正量設定部３０４によって設定される。また、補正係数設定部３０５において、舵角速度および車速Ｖに応じた補正係数βが設定される。そして、絶対補正量αと補正係数βとの乗算値α・βを補正量として、目標回転速度設定部３０２によって設定された電動モータの目標回転速度Ｒａが補正される。【選択図】        図３
2005007951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータによってオイルポンプを駆動して油圧を発生させ、この発生された油圧によって操舵補助を達成するパワーステアリング装置であって、
上記電動モータを駆動するための駆動素子の温度を検出する駆動素子温度検出手段と、
この駆動素子温度検出手段の検出信号に対して１次遅れフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
このフィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に基づいて、上記電動モータの駆動を制御するモータ制御手段と
を含むことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
上記パワーステアリング装置は、車速を検出する車速検出手段をさらに含み、
上記モータ制御手段は、
車両の操向のための操作部材の操作量の時間変化率である操舵速度を演算する操舵速度演算手段と、
上記車速検出手段によって検出される車速および上記操舵速度演算手段によって演算される操舵速度に基づいて、上記電動モータの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、
上記フィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に基づいて、上記目標回転速度設定手段によって設定される目標回転速度の補正量を決定する補正量決定手段と
を備えていることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
上記補正量決定手段は、
上記フィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に応じた絶対補正量を設定する絶対補正量設定手段と、
上記車速検出手段によって検出される車速および上記操舵速度演算手段によって演算される操舵速度に応じた補正係数を設定する補正係数設定手段と、
上記絶対補正量設定手段によって設定される絶対補正量と上記補正係数設定手段によって設定される補正係数とを乗じ、その乗算値を上記目標回転速度設定手段によって設定される目標回転速度の補正量として決定する乗算手段と
を備えていることを特徴とする請求項２記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
電動モータによってオイルポンプを駆動して油圧を発生させ、この発生された油圧によって操舵補助を達成するパワーステアリング装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
車両の操向のための操作部材の操作量の時間変化率である操舵速度を演算する操舵速度演算手段と、
上記車速検出手段によって検出される車速および上記操舵速度演算手段によって演算される操舵速度に基づいて、上記電動モータの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、
上記電動モータを駆動するための駆動素子の温度を検出する駆動素子温度検出手段と、
この駆動素子温度検出手段によって検出される駆動素子の温度に基づいて絶対補正量を設定する絶対補正量設定手段と、
上記車速検出手段によって検出される車速および上記操舵速度演算手段によって演算される操舵速度に応じた補正係数を設定する補正係数設定手段と、
上記絶対補正量設定手段によって設定される絶対補正量と上記補正係数設定手段によって設定される補正係数との乗算値を、上記目標回転速度設定手段によって設定される目標回転速度に加算することによって、当該目標回転速度を補正する目標回転速度補正手段と、
この目標回転速度補正手段による補正後の目標回転速度に基づいて、上記電動モータの駆動を制御するモータ制御手段と
を含むことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項５】
上記パワーステアリング装置は、駆動素子温度検出手段の検出信号に対して１次遅れフィルタ処理を行うフィルタ処理手段をさらに含み、
上記絶対補正量設定手段は、上記フィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に応じた絶対補正量を設定するものであることを特徴とする請求項４記載のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
この発明は、電動モータにより駆動されるポンプの発生油圧によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】
従来から、ステアリング機構に結合されたパワーシリンダにオイルポンプから作動油を供給することによって、ステアリングホイールの操作を補助するパワーステアリング装置が用いられている。オイルポンプは、電動モータによって駆動され、その電動モータの回転速度に応じた流量の作動油を送出する。また、ステアリング軸には、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバーと、このトーションバーのねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁とが組み込まれている。油圧制御弁は、オイルポンプとパワーシリンダとの間の油圧系統に介装されていて、この油圧制御弁の開度およびオイルポンプからの作動油の流量に応じた操舵補助力がパワーシリンダから発生される。
【０００２】
【特許文献１】
特開２０００−１４２４３４号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４２４３５号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
作動油は、その温度が低いほど粘度（粘性抵抗）が高く、温度が高いほど粘度が低くなる性質を有している。また、油圧制御弁には、作動油の流量を毎分２〜５リットルの間で制御可能な低流量バルブが採用されている。このため、作動油の温度（油温）が低温になるほど、パワーシリンダの発生トルク（操舵補助力）の立ち上がりが急峻になり、ステアリングホイールの操作に対して過敏な操舵補助が行われる。逆に、油温が高温になるほど、パワーシリンダの発生トルクの立ち上がりが緩慢になり、ステアリングホイールの操作に対して操舵補助が速やかに行われないために、ステアリングホイールのひっかかり感を生じてしまう。
【０００４】
油温変化による操舵フィーリングの変化を防止するために、たとえば、上記特許文献１または２では、パワーステアリング装置の起動時に、作動油の温度が極低温であれば、起動後の一定時間にわたって、電動モータを１００％のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）デューティで駆動させることが提案されている。この提案を採用することにより、パワーステアリング装置の起動後、油温を速やかに上昇させることができ、油温が低温であるために過敏な操舵補助が行われる期間を短くすることができる。しかし、油温が低温である間は良好な操舵フィーリングを得ることはできず、また、油温が高温のときのステアリング操作のひっかかり感をなくすことはできない。
【０００５】
そこで、たとえば、油温に応じた電動モータの駆動制御を行うことが考えられる。油温を検出するためには、油圧系統中（たとえば、油圧制御弁）に油温検出用の温度センサを設ければよいが、温度センサの追加はコストアップを招いてしまう。パワーステアリング装置では、駆動素子を作動油で冷却する油冷構造が採用されており、また、電動モータを駆動するための駆動素子の熱破壊を防止するために、駆動素子の温度を検出するサーミスタが従来から設けられているから、このサーミスタの検出温度に応じて、電動モータを駆動制御することが考えられる。すなわち、油冷構造が採用されていれば、駆動素子の温度が上昇すると油温は上昇し、駆動素子の温度が下降すると油温は下降するから、サーミスタの検出温度に応じて電動モータを駆動制御することにより、油温の変化による操舵フィーリングの変化を防止することができると考えられる。ところが、油温の変化は駆動素子温度の変化に比べて緩やかであるにもかかわらず、駆動素子温度が急峻に変化すると、これに伴ってサーミスタの検出温度も急峻に変化するため、電動モータの駆動制御にサーミスタの検出温度をそのまま用いたのでは、油温変化による操舵補助力の変化をなくすことはできない。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、駆動素子の温度を検出する駆動素子温度検出手段の出力に基づいて電動モータを適切に駆動制御し、これにより油温にかかわらず良好な操舵フィーリングを実現できるパワーステアリング装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モータ（２９）によってオイルポンプ（２７）を駆動して油圧を発生させ、この発生された油圧によって操舵補助を達成するパワーステアリング装置であって、上記電動モータを駆動するための駆動素子（４１）の温度を検出する駆動素子温度検出手段（９）と、この駆動素子温度検出手段の検出信号に対して１次遅れフィルタ処理を行うフィルタ処理手段（３０３）と、このフィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に基づいて、上記電動モータの駆動を制御するモータ制御手段（３０１，３０２，３０４〜３１０）とを含むことを特徴とするパワーステアリング装置である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
駆動素子の温度が上昇すると油温が上昇し、駆動素子の温度が下降すると油温も下降するから、駆動素子温度検出手段による検出温度に基づいて電動モータを駆動制御することにより（たとえば、電動モータの目標回転速度を補正することにより）、油温の変化による操舵補助力（操舵フィーリング）の変化を抑制できると考えられる。ところが、油温の変化は駆動素子の温度の変化に比べて緩やかであるにもかかわらず、駆動素子の温度が急峻に変化すると、これに伴って駆動素子温度検出手段の検出温度も急峻に変化するため、電動モータの駆動制御に駆動素子温度検出手段の検出温度をそのまま用いることは好ましくない。
【０００９】
上記の構成によれば、駆動素子温度検出手段の検出信号に対して１次遅れフィルタ処理が行われ、この１次遅れフィルタ処理後の信号に基づいて、電動モータの駆動が制御される。駆動素子温度検出手段の検出信号に対して１次遅れフィルタ処理が行われることにより、その１次遅れフィルタ処理後の信号は油温と同様な変化を示すから、１次遅れフィルタ処理後の信号に基づいて電動モータの駆動制御を行うことによって、油温変化による操舵補助力の変化を良好に抑制することができる。よって、油温に関係なく、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記パワーステアリング装置は、車速を検出する車速検出手段（７）をさらに含み、上記モータ制御手段は、車両の操向のための操作部材（１１）の操作量の時間変化率である操舵速度を演算する操舵速度演算手段（３０１）と、上記車速検出手段によって検出される車速および上記操舵速度演算手段によって演算される操舵速度に基づいて、上記電動モータの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段（３０２）と、上記フィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に基づいて、上記目標回転速度設定手段によって設定される目標回転速度の補正量を決定する補正量決定手段（３０４，３０５，３０６）とを備えていることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置である。
【００１１】
この発明では、車速および操舵速度に応じて電動モータの目標回転速度が設定される。そして、その設定された目標回転速度が、フィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に基づいて決定された補正量によって補正される。
したがって、１次遅れフィルタ処理後の信号が表す駆動素子の温度が低いほど補正量が大きな値に決定され、駆動素子の温度が高いほど補正量が小さな値に決定されるようにすれば、油温が低いときには、電動モータの目標回転速度を減少補正して、作動油の粘度が高いために過剰な操舵補助力が発生されるのを防止することができ、油温が高いときには、電動モータの目標回転速度を増加補正して、作動油の粘度が低くても十分な操舵補助力を発生させることができる。よって、油温にかかわらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、上記補正量決定手段は、上記フィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に応じた絶対補正量を設定する絶対補正量設定手段（３０４）と、上記車速検出手段によって検出される車速および上記操舵速度演算手段によって演算される操舵速度に応じた補正係数を設定する補正係数設定手段（３０５）と、上記絶対補正量設定手段によって設定される絶対補正量と上記補正係数設定手段によって設定される補正係数とを乗じ、その乗算値を上記目標回転速度設定手段によって設定される目標回転速度の補正量として決定する乗算手段（３０６）とを備えていることを特徴とする請求項２記載のパワーステアリング装置である。
【００１３】
この発明では、１次遅れフィルタ処理後の信号に応じて絶対補正量が設定されるとともに、車速および操舵速度に応じて補正係数が設定されて、その絶対補正量と補正係数との乗算値が目標回転速度の補正量として決定される。
これにより、たとえば、操舵速度が０〜５００ｄｅｇ／ｓ程度の通常操舵速度域でのステアリング操作に対しては、補正係数が相対的に大きな値に定められ、操舵速度が５００ｄｅｇ／ｓを超える高速操舵速度域でのステアリング操作に対しては、補正係数が相対的に小さな値に定められるようにすれば、通常操舵速度域では、油温に応じた補正を十分に効かせることができ、高速操舵速度域では、過剰な操舵補助力が発生されるのを防止することができる。また、車速が小さいほど補正係数が大きな値に定められるようにすれば、大きな操舵補助力を必要とする低速走行時には、油温に応じた補正を十分に効かせることができ、油温が高温になっている状態でも、ステアリング操作にひっかかり感が生じることを防止することができる。
【００１４】
さらに、車両が停止または極低速走行している状態でステアリング操作がほとんど行われていないときには、補正係数が零に設定されて、この補正係数を絶対補正量に乗じて得られる補正量が零にされることにより、目標回転速度の補正が行われず、電動モータが目標回転速度で駆動されるようにすることが好ましい。ステアリング操作がほとんど行われていないときの目標回転速度は、通常、オイルポンプの共振を生じないような値に設定されているので、このとき目標回転速度の補正が行われず、電動モータが目標回転速度で駆動されることにより、オイルポンプの共振が生じない状態を維持することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、電動モータ（２９）によってオイルポンプ（２７）を駆動して油圧を発生させ、この発生された油圧によって操舵補助を達成するパワーステアリング装置であって、車速を検出する車速検出手段（７）と、車両の操向のための操作部材（１１）の操作量の時間変化率である操舵速度を演算する操舵速度演算手段（３０１）と、上記車速検出手段によって検出される車速および上記操舵速度演算手段によって演算される操舵速度に基づいて、上記電動モータの目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段（３０２）と、上記電動モータを駆動するための駆動素子（４１）の温度を検出する駆動素子温度検出手段（９）と、この駆動素子温度検出手段によって検出される駆動素子の温度に基づいて絶対補正量を設定する絶対補正量設定手段（３０４）と、上記車速検出手段によって検出される車速および上記操舵速度演算手段によって演算される操舵速度に応じた補正係数を設定する補正係数設定手段（３０５）と、上記絶対補正量設定手段によって設定される絶対補正量と上記補正係数設定手段によって設定される補正係数との乗算値を、上記目標回転速度設定手段によって設定される目標回転速度に加算することによって、当該目標回転速度を補正する目標回転速度補正手段（３０６，３０７）と、この目標回転速度補正手段による補正後の目標回転速度に基づいて、上記電動モータの駆動を制御するモータ制御手段（３０８，３０９，３１０）とを含むことを特徴とするパワーステアリング装置である。
【００１６】
この構成によれば、駆動素子の温度に基づいて絶対補正量が設定されるとともに、車速および操舵速度に応じて補正係数が設定されて、その絶対補正量と補正係数との乗算値が目標回転速度の補正量として決定される。
これにより、たとえば、駆動素子の温度が低いほど補正量が大きな値に決定され、駆動素子の温度が高いほど補正量が小さな値に決定されるようにすれば、油温が低いときには、電動モータの目標回転速度を減少補正して、作動油の粘度が高いために過剰な操舵補助力が発生されるのを防止することができ、油温が高いときには、電動モータの目標回転速度を増加補正して、作動油の粘度が低くても十分な操舵補助力を発生させることができる。よって、油温にかかわらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１７】
また、たとえば、操舵速度が０〜５００ｄｅｇ／ｓ程度の通常操舵速度域でのステアリング操作に対しては、補正係数が相対的に大きな値に定められ、操舵速度が５００ｄｅｇ／ｓを超える高速操舵速度域でのステアリング操作に対しては、補正係数が相対的に小さな値に定められるようにすれば、通常操舵速度域では、油温に応じた補正を十分に効かせることができ、高速操舵速度域では、過剰な操舵補助力が発生されるのを防止することができる。さらに、車速が小さいほど補正係数が大きな値に定められるようにすれば、大きな操舵補助力を必要とする低速走行時には、油温に応じた補正を十分に効かせることができ、油温が高温になっている状態でも、ステアリング操作にひっかかり感が生じることを防止することができる。
【００１８】
さらにまた、車両が停止または極低速走行している状態でステアリング操作がほとんど行われていないときには、補正係数が零に設定されて、この補正係数を絶対補正量に乗じて得られる補正量が零にされることにより、目標回転速度の補正が行われず、電動モータが目標回転速度で駆動されるようにすることが好ましい。ステアリング操作がほとんど行われていないときの目標回転速度は、通常、オイルポンプの共振を生じないような値に設定されているので、このとき目標回転速度の補正が行われず、電動モータが目標回転速度で駆動されることにより、オイルポンプの共振が生じない状態を維持することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、上記パワーステアリング装置は、駆動素子温度検出手段の検出信号に対して１次遅れフィルタ処理を行うフィルタ処理手段（３０３）をさらに含み、上記絶対補正量設定手段は、上記フィルタ処理手段による１次遅れフィルタ処理後の信号に応じた絶対補正量を設定するものであることを特徴とする請求項４記載のパワーステアリング装置である。
この発明によれば、請求項１の発明に関連して述べた効果と同様な効果をさらに得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図である。このパワーステアリング装置は、車両のステアリング機構１に関連して設けられ、このステアリング機構１に操舵補助力を与えるためのものである。
【００２１】
ステアリング機構１は、運転者によって操作されるステアリングホイール１１（操作部材）と、このステアリングホイール１１に連結されたステアリング軸１２と、ステアリング軸１２の先端部に設けられたピニオンギヤ１３と、車両の左右方向に延びたラック軸１４とを備えている。ラック軸１４には、ラックギヤ部１４ａが形成されていて、このラックギヤ部１４ａにピニオンギヤ１３が噛合している。ラック軸１４の両端には、タイロッド１５がそれぞれ結合されており、このタイロッド１５は、それぞれ、舵取り車輪としての前左輪ＦＬおよび前右輪ＦＲを支持するナックルアーム１６に結合されている。ナックルアーム１６は、キングピン１７まわりに回動自在に設けられている。
【００２２】
この構成により、ステアリングホイール１１が操作されてステアリング軸１２が回転されると、この回転がピニオンギヤ１３およびラック軸１４によって車両の左右方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、ナックルアーム１６のキングピン１７まわりの回動に変換されて、前左輪ＦＬおよび前右輪ＦＲの転舵が達成される。
ステアリング軸１２には、ステアリングホイール１１に加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバー２１と、このトーションバー２１のねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧制御弁２２とが組み込まれている。油圧制御弁２２は、ステアリング機構１に操舵補助力を与えるパワーシリンダ２３に接続されている。パワーシリンダ２３は、ラック軸１４に一体的に設けられたピストン２３１と、ピストン２３１によって区画された一対のシリンダ室２３２，２３３とを有しており、シリンダ室２３２，２３３は、それぞれ、オイル供給／帰還路２４，２５を介して、油圧制御弁２２に接続されている。
【００２３】
また、油圧制御弁２２は、リザーバタンク２６およびオイルポンプ２７を通るオイル循環路２８の途中部に介装されている。オイルポンプ２７は、電動モータ２９によって駆動され、リザーバタンク２６に貯留されている作動油を汲み出して油圧制御弁２２に供給する。
ステアリングホイール１１が左方向へ回転操作されると、トーションバー２１にねじれが生じ、オイル供給／帰還路２５を介して、油圧制御弁２２からパワーシリンダ２３のシリンダ室２３３に作動油が供給される。すると、シリンダ室２３２，２３３間に油圧差が生じ、この油圧差によって、パワーシリンダ２３のピストン２３１が左方向へ移動する。これにより、ラック軸１４に左方向の操舵補助力が作用することになる。逆に、ステアリングホイール１１が右方向へ回転操作されたときには、オイル供給／帰還路２４を介して、油圧制御弁２２からパワーシリンダ２３のシリンダ室２３２に作動油が供給される。そして、シリンダ室２３２，２３３間に生じる油圧差によって、パワーシリンダ２３のピストン２３１が右方向へ移動し、ラック軸１４に右方向の操舵補助力が作用する。オイルポンプ２７から油圧制御弁２２に供給された作動油のうち、余剰分の作動油は、油圧制御弁２２からオイル循環路２８を介してリザーバタンク２６に帰還される。また、トーションバー２１にねじれがほとんど加わっていない状態では、油圧制御弁２２は、いわば平衡状態となり、作動油は、パワーシリンダ２３に供給されることなく、オイル循環路２８を循環する。
【００２４】
電動モータ２９は、たとえば、３相ブラシレスモータで構成されており、この電動モータ２９の駆動制御は、マイクロコンピュータ３が駆動回路４をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御することにより達成されるようになっている。駆動回路４は、２個の駆動素子４１（たとえば、パワーＭＯＳＦＥＴ）の直列回路が３つ並列に接続され、この並列回路が電源としての車載バッテリ５とアースとの間に直列に接続された３相ブリッジインバータ回路の構成を有している。各直列回路は、電動モータ２９のＵ相、Ｖ相またはＷ相に一対一に対応づけられて、２個の駆動素子４１の接続点でそれぞれ対応する相端子に接続されている。
【００２５】
マイクロコンピュータ３には、舵角センサ６、車速センサ７（車速検出手段）およびモータ角センサ８の出力信号が与えられるようになっている。舵角センサ６は、たとえば、ステアリング軸１２に関連して設けられていて、そのステアリング軸１２（ステアリングホイール１１）が一定角度回転する度にパルス信号を出力する。また、車速センサ７は、一定周期で車速を検出し、その検出した車速に応じた信号を出力する。モータ角センサ８は、たとえば、電動モータ２９のロータが一定角度回転する度にパルス信号を出力するものであってもよいし、ロータの回転位置に応じた信号を出力するものであってもよい。
【００２６】
マイクロコンピュータ３にはさらに、駆動回路４内の駆動素子４１の温度（素子温度）を検出する素子温度センサ９（駆動素子温度検出手段）の出力信号が与えられるようになっている。素子温度センサ９は、たとえば、サーミスタなどの感熱素子で構成され、所定の駆動素子４１の近傍に配置されていて、その駆動素子４１の温度に応じた検出信号を出力する。
図２は、駆動回路４の冷却構造を図解的に示す断面図である。マイクロコンピュータ３が実装されたマイコン基板３０と、駆動回路４が実装されたドライバ基板４０とは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）として、電動モータ２９に付設されたユニットハウジング２９１内に収容されている。
【００２７】
ユニットハウジング２９１は、たとえば、一方面が開放面となっていて、その開放面側の端縁が、オイルポンプ２７に設けられたヒートシンク２７１に接続されている。また、ユニットハウジング２９１内において、ドライバ基板４０は、支持台４２を介してヒートシンク２７１に接続されている。ヒートシンク２７１は、熱伝導性の高いアルミダイキャスト（アルミニウム鋳造品）であり、ドライバ基板４０上の駆動素子４１から発生した熱は、ヒートシンク２７１を伝播して、ヒートシンク２７１からオイルポンプ２７内を流れる作動油に奪われる。すなわち、ドライバ基板４０上の駆動素子４１は、オイルポンプ２７内の作動油によって冷却される。したがって、駆動素子４１の温度が上昇すると、パワーシリンダ２３に供給される作動油の温度も上昇し、駆動素子４１の温度が低下すると、パワーシリンダ２３に供給される作動油の温度も低下する。
【００２８】
図３は、マイクロコンピュータ３の機能を説明するためのブロック図である。マイクロコンピュータ３は、プログラム処理を実行することにより、舵角センサ６から与えられる信号に基づいて、ステアリングホイール１１の舵角速度（単位時間あたりの舵角変化量）を演算する舵角速度演算部３０１（操舵速度演算手段）と、この舵角速度演算部３０１によって演算される舵角速度および車速センサ７によって検出される車速Ｖに基づいて、電動モータ２９の目標回転速度Ｒａを設定する目標回転速度設定部３０２（目標回転速度設定手段）とを備えている。
【００２９】
目標回転速度設定部３０２によって設定される目標回転速度Ｒａを補正して、油圧制御弁２２からパワーシリンダ２３に供給される作動油の温度（油温）の変化による操舵補助力（操舵フィーリング）の変化を抑制するために、マイクロコンピュータ３はさらに、素子温度センサ９の検出信号（検出温度）に１次遅れフィルタ処理を施すフィルタ処理部３０３（フィルタ処理手段）と、このフィルタ処理部３０３によるフィルタ処理後の検出信号に応じた絶対補正量αを設定する補正量設定部３０４（絶対補正量設定手段）と、舵角速度演算部３０１によって演算される舵角速度および車速センサ７によって検出される車速Ｖに応じた補正係数βを設定する補正係数設定部３０５（補正係数設定手段）と、補正量設定部３０４によって設定される絶対補正量αと補正係数設定部３０５によって設定される補正係数βとを乗算する乗算部３０６（目標回転速度補正手段）と、目標回転速度設定部３０２によって設定される目標回転速度Ｒａと乗算部３０６の乗算結果（補正量）α・βとを加算する加算部３０７（目標回転速度補正手段）とを備えている。
【００３０】
加算部３０７が出力する加算結果（補正後の目標回転速度）と、モータ回転速度演算部３０８によって演算されるモータ回転速度（モータ角センサ８からの信号に基づいて検出されるモータ角の時間微分値）Ｒとの偏差が、ＰＩ制御演算部３０９において演算される。さらにＰＩ制御演算部３０９では、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ：比例積分）制御演算が行われることにより、その偏差（Ｒａ＋α・β−Ｒ）に応じた電動モータ２９の制御指令値（駆動電圧値）が求められる。そして、ＰＩ制御演算部３０９によって設定された制御指令値に基づいて、駆動回路４に与えるべきＰＷＭ制御信号が駆動信号生成部３１０で生成され、この駆動信号生成部３１０で生成されたＰＷＭ制御信号が駆動回路４に与えられると、駆動回路４に含まれる各駆動素子４１がオン／オフし、そのオン／オフに応じた駆動電流が駆動回路４から電動モータ２９に供給される。
【００３１】
駆動回路４内の駆動素子４１の温度が上昇すると油温が上昇し、駆動素子４１の温度が下降すると油温も下降するから、素子温度センサ９の検出温度に応じて、目標回転速度設定部３０２によって設定される目標回転速度Ｒａを補正することにより、油温の変化による操舵補助力（操舵フィーリング）の変化を抑制できると考えられる。ところが、油温の変化は駆動素子４１の温度の変化に比べて緩やかであるにもかかわらず、駆動素子４１の温度が急峻に変化すると、これに伴って素子温度センサ９の検出温度も急峻に変化するため、目標回転速度Ｒａの補正に素子温度センサ９の検出温度をそのまま用いたのでは、油温変化による操舵補助力の変化をなくすことはできない。
【００３２】
そこで、この実施形態では、素子温度センサ９の検出信号に対して１次遅れフィルタ処理がフィルタ処理部３０３において行われ、この１次遅れフィルタ処理後の検出信号に応じた絶対補正量αが補正量設定部３０４によって設定される。具体的には、フィルタ処理部３０３では、次式に従って、素子温度センサ９の検出温度Ｔｒ（ｎ）（ｎ：自然数）に対する１次遅れフィルタ処理のための演算が行われることにより、１次遅れフィルタ処理後の素子温度Ｔ（ｎ）が求められる。
【００３３】
Ｔ（ｎ）＝Ｔ（ｎ−１）（１−ｋ）＋Ｔｒ（ｎ）・ｋ
ここで、Ｔ（ｎ−１）は、１制御周期（たとえば、１ｍｓｅｃ）前の１次遅れフィルタ処理後の素子温度である。また、ｋは、重み係数（０≦ｋ≦１）であり、この重み係数ｋが小さいほど、素子温度センサ９の検出信号の変化に対して、１次遅れフィルタ処理後の素子温度Ｔ（ｎ）の変化は緩やかになる。したがって、重み係数ｋを比較的大きな値（たとえば、ｋ＝０．２）に定めておくことにより、１次遅れフィルタ処理後の検出信号の急峻な変化を抑えることができ、１次遅れフィルタ処理後の検出信号の変化を油温の変化にほぼ対応させることができる。よって、１次遅れフィルタ処理後の検出信号に基づいて絶対補正量αを設定することにより、絶対補正量αは油温の変化に応じた値となり、これを用いて目標回転速度Ｒａを補正することによって、油温変化による操舵補助力の変化を良好に抑制することができる。
【００３４】
図４は、舵角速度に対する目標回転速度Ｒａの関係を定めたマップの一例を示す図であり、図５は、その図４に示すマップの内容をグラフ（横軸：操舵速度、縦軸：目標回転速度Ｒａ）で表したものである。
舵角速度に対する目標回転速度Ｒａの関係を定めたマップは、たとえば、０，１０，２０，４０，６０，８０，１００，１２０，１６０，２００ｋｍ／ｈの各車速Ｖについて用意されている。車速Ｖ＝０，１０，２０，４０ｋｍ／ｈのときのマップは、舵角速度が０〜６５０ｄｅｇ／ｓの範囲で、目標回転速度Ｒａが各車速Ｖについての所定の下限値から上限値まで増加するように定められている。また、車速Ｖ＝６０，８０，１００，１６０，２００ｋｍ／ｈのときのマップは、舵角速度が０〜１５０ｄｅｇ／ｓの範囲で、目標回転速度Ｒａが各車速Ｖについての所定の下限値をとり、舵角速度が１５０〜６５０ｄｅｇ／ｓの範囲で、目標回転速度Ｒａが各車速Ｖについての所定の下限値から所定の上限値まで増加するように定められている。さらに、舵角速度が６５０ｄｅｇ／ｓ以上の範囲では、目標回転速度が各車速Ｖについての所定の上限値をとるように定められている。また、舵角速度に対する目標回転速度Ｒａの関係を定めたマップは、車速Ｖが大きいものほど、目標回転速度の上限値および下限値が小さな値に定められている。
【００３５】
図４に示すマップのデータがマイクロコンピュータ３内のＲＯＭに記憶されており、目標回転速度設定部３０２は、車速センサ７が検出する車速Ｖに応じた（最も近い）マップをＲＯＭから読み出し、その読み出したマップに従って、舵角速度演算部３０１が演算する舵角速度に応じた目標回転速度Ｒａを設定する。これにより、素速いステアリング操作に対しては、目標回転速度Ｒａが大きな値に設定され、パワーシリンダ２３のシリンダ室２３２またはシリンダ室２３３に作動油が十分な流量で供給されるので、良好な応答性でパワーシリンダ２３から操舵補助力を発生させることができる。また、車速Ｖが小さいほど、目標回転速度Ｒａが大きな値に設定されるので、パワーシリンダ２３から大きな操舵補助力を発生させることができる。
【００３６】
図６は、１次遅れフィルタ処理後の素子温度Ｔ（ｎ）に対する絶対補正量αの関係を定めたマップの一例を示す図であり、図７は、その図６に示すマップの内容をグラフ（横軸：素子温度、縦軸：絶対補正量α）で表したものである。
１次遅れフィルタ処理後の素子温度Ｔ（ｎ）に対する絶対補正量αの関係を定めたマップは、素子温度Ｔ（ｎ）＝３０℃に対する絶対補正量αを零として、素子温度Ｔ（ｎ）が３０℃未満のときには絶対補正量αが負の値をとり（素子温度Ｔ（ｎ）が３０℃を超えると絶対補正量αが正の値をとり）、かつ、素子温度Ｔ（ｎ）の増加に対して、絶対補正量αが単調に（ほぼ比例して）増加するように定められている。具体的には、素子温度Ｔ（ｎ）＝１０，２０，３０，４０，８０℃に対して、それぞれ絶対補正量αが−２４２，−１１４，０，１２８，６８４に定められている。
【００３７】
この図６に示すマップのデータがマイクロコンピュータ３内のＲＯＭに記憶されていて、補正量設定部３０４は、そのマップのデータをＲＯＭから読み出し、その読み出したマップに従って、１次遅れフィルタ処理後の素子温度Ｔ（ｎ）に応じた絶対補正量αを設定する。したがって、素子温度Ｔ（ｎ）が３０℃よりも低いときには、絶対補正量αの値が負の値に定められ、また、素子温度Ｔ（ｎ）が低いほど、その絶対値｜α｜が小さな値に定められる。これにより、油温が低いときには、電動モータ２９の目標回転速度Ｒａが減少補正され、作動油の粘度が高いために過剰な操舵補助力が発生されるのを防止することができる。一方、素子温度Ｔ（ｎ）が３０℃よりも高いときには、絶対補正量αの値が正の値に定められ、また、素子温度Ｔ（ｎ）が高いほど、その絶対値｜α｜が大きな値に定められる。これにより、油温が高いときには、電動モータ２９の目標回転速度Ｒａが増加補正され、作動油の粘度が低くても十分な操舵補助力を発生させることができる。よって、このパワーステアリング装置では、油温にかかわらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００３８】
図８は、舵角速度に対する補正係数βの関係を定めたマップの一例を示す図であり、図９は、その図８に示すマップの内容をグラフ（横軸：操舵速度、縦軸：補正係数β）で表したものである。
舵角速度に対する補正係数βの関係を定めたマップは、たとえば、０，１０，２０，４０，６０，８０，１００，１２０，１６０，２００ｋｍ／ｈの各車速Ｖについて用意されている。車速Ｖ＝０ｋｍ／ｈのときのマップは、舵角速度が３０〜２７５ｄｅｇ／ｓの範囲で、操舵速度の増加に対して補正係数βが零から単調に（ほぼ比例して）増加し、操舵速度が２７５ｄｅｇ／ｓのときをピークとして、舵角速度が２７５〜６００ｄｅｇ／ｓの範囲で、操舵速度の増加に対して補正係数βが零まで単調に（ほぼ比例して）減少するように定められている。操舵速度が３０ｄｅｇ／ｓ以下および６００ｄｅｇ／ｓ以上の範囲では、補正係数βは零に定められている。また、車速Ｖ＝１０，２０，４０，６０，８０，１００，１６０，２００ｋｍ／ｈのときのマップは、操舵速度が０〜５００ｄｅｇ／ｓの範囲で、補正係数βがそれぞれ一定値をとり、舵角速度が５００〜７５０ｄｅｇ／ｓの範囲では、操舵速度の増加に対して補正係数βが減少するように定められている。そして、車速が小さいほど、補正係数βが大きな値をとるように定められている。
【００３９】
図８に示すマップのデータがマイクロコンピュータ３内のＲＯＭに記憶されており、補正係数設定部３０５は、車速センサ７が検出する車速に応じた（最も近い）マップをＲＯＭから読み出し、その読み出したマップに従って、舵角速度演算部３０１が演算する舵角速度に応じた補正係数βを設定する。これにより、車両走行中は、操舵速度が０〜５００ｄｅｇ／ｓの範囲（通常操舵速度域）でのステアリング操作に対しては、補正係数βが一定値に定められ、この補正係数βを補正量設定部３０４によって設定される絶対補正量αに乗じて得られる補正量α・βの絶対値が比較的大きな値に設定される。したがって、油温に応じた補正を十分に効かせることができる。また、操舵速度が５００ｄｅｇ／ｓを超える範囲（高速操舵速度域）でのステアリング急操作に対しては、補正係数βが操舵速度が大きいほど小さな値に定められ、この補正係数βを補正量設定部３０４によって設定される絶対補正量αに乗じて得られる補正量α・βの絶対値が比較的小さな値に設定される。これは、操舵速度が５００ｄｅｇ／ｓを超えるときには、目標回転速度Ｒａが十分に大きな値に設定されていて、この目標回転速度Ｒａをさらに増加補正する必要性がないからであり、補正量α・βの絶対値が小さく抑えられることにより、パワーシリンダ２３から過剰な操舵補助力が発生されるのを防止することができる。
【００４０】
また、車速が所定値以下の極低速であり（車速が零のときも含む。）、かつ、ステアリング操作がほとんど行われていないときには、補正係数βが零に設定されて、この補正係数β＝０を絶対補正量αに乗じて得られる補正量α・βが零にされる。すなわち、車両が停止または極低速走行している状態でステアリング操作がほとんど行われていないときには、目標回転速度Ｒａの補正は行われず、電動モータ２９は目標回転速度Ｒａで駆動される。ステアリング操作がほとんど行われていないときの目標回転速度Ｒａは、オイルポンプ２７の共振を生じないような値に設定されているので、このとき目標回転速度Ｒａの補正が行われず、電動モータ２９が目標回転速度Ｒａで駆動されることにより、オイルポンプ２７の共振が生じない状態を維持することができる。
【００４１】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、駆動回路４内の駆動素子４１の温度を素子温度センサ９で検出して、この検出信号に対して１次遅れフィルタ処理を行い、この１次遅れフィルタ処理後の素子温度Ｔ（ｎ）に応じた絶対補正量αを設定する構成を取り上げたが、油温を直接に検出する油温センサが油圧系統中に設けられて、この油温センサによって検出される油温に応じた絶対補正量αが設定される構成が採用されてもよい。
【００４２】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本的な構成を示す概念図である。
【図２】上記パワーステアリング装置で採用されている駆動回路の冷却構造を図解的に示す断面図である。
【図３】上記パワーステアリング装置に備えられているマイクロコンピュータの機能を説明するためのブロック図である。
【図４】舵角速度に対する目標回転速度の関係を定めたマップの一例を示す図である。
【図５】図４に示すマップの内容をグラフで表したものである。
【図６】１次遅れフィルタ処理後の素子温度に対する絶対補正量の関係を定めたマップの一例を示す図である。
【図７】図６に示すマップの内容をグラフで表したものである。
【図８】舵角速度に対する補正係数の関係を定めたマップの一例を示す図である。
【図９】図８に示すマップの内容をグラフで表したものである。
【符号の説明】
３      マイクロコンピュータ
４      駆動回路
６      舵角センサ
７      車速センサ（車速検出手段）
９      素子温度センサ（駆動素子温度検出手段）
１１    ステアリングホイール（操作部材）
２７    オイルポンプ
２９    電動モータ
４１    駆動素子
３０１  舵角速度演算部（モータ制御手段；操舵速度演算手段）
３０２  目標回転速度設定部（モータ制御手段；目標回転速度設定手段）
３０３  フィルタ処理部（フィルタ処理手段）
３０４  補正量設定部（モータ制御手段；絶対補正量設定手段）
３０５  補正係数設定部（モータ制御手段；補正係数設定手段）
３０６  乗算部（モータ制御手段；目標回転速度補正手段）
３０７  加算部（モータ制御手段；目標回転速度補正手段）
３０８  モータ回転速度演算部（モータ制御手段）
３０９  制御演算部（モータ制御手段）
３１０  駆動信号生成部（モータ制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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